希格斯粒子是如何找到的?:来自史上最大物理实验的内部故事

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由内部人士披露希格斯玻色子的发现过程,生动展现一个实验粒子物理学家的生活是什么样子的。

内容简介

在瑞法边境地下百米处深藏着一个全长27千米的庞然大物,那就是享誉世界的粒子加速器、人类有史以来建造的复杂的实验设施,也是世界上机器中的——大型强子对撞机(LHC)。

自2008年9月启动以来,LHC在不断打破对撞能量记录的同时,也在持续开辟人类知识的新疆界。而2012年7月希格斯玻色子在LHC上被发现,是粒子物理乃到科学在过去几十年里重大的发现之一。它不仅为粒子物理的标准模型拼上了重要的一块拼图,解决了“粒子物理的核心问题”,也在世界各地的公众当中引发了持续的热情和关注。

那么希格斯玻色子是什么?它又是如何被发现的?除了搜寻希格斯玻色子,LHC还做了什么?在欧洲核子研究中心(CERN)的生活又是什么样子的? 在这本由内部人士讲述希格斯玻色子发现过程的书中,CERN物理学家乔恩·巴特沃思就将带你深入体验发现的整个过程,了解LHC背后的科学、技术、政治和文化,感受在一个现代粒子物理的大型国际合作项目中的生活的点点滴滴。

作者简介

作者乔恩·巴特沃思,伦敦大学学院(UCL)物理学教授、物理和天文系主任,现工作于CERN大型强子对撞机(LHC)的ATLAS实验。

他成长于英国曼彻斯特市,1989年从牛津大学本科毕业(物理学),1992年获得牛津大学博士学位(高能物理学)。随后在美国宾夕法尼亚州立大学的资助下,他在德国汉堡DESY强子–电子环形加速器(HERA)的ZEUS实验进行博士后研究。1995年,他加入UCL,并继续在ZEUS工作,直到2008年。此后,他带领一个UCL团队,工作于ATLAS实验,并先后担任过ATLAS蒙特卡罗小组和ATLAS标准模型小组的召集人。

他个人的研究主要集中在LHC上有关电弱对称性破缺的物理过程,包括对希格斯玻色子的搜寻。他和合作者首次提出了将利用强子喷注的次级结构来寻找高速运动粒子衰变的方法运用到希格斯玻色子的搜寻中。2013年,他“因在高能粒子物理,尤其在理解强子喷注方面先驱性的实验和唯象理论工作”而荣获英国物理学会的查德威克奖章。

除了教学和研究工作,他还曾担任主管科研经费分配的英国科学和技术设施理事会(STFC)下设科学委员会的成员以及CERN的英国代表团的成员。他也积极致力于与政府和公众的科学沟通和传播,包括举办讲座、参与媒体节目、在《卫报》开辟博客(“Life and Physics”)以及拍摄系列纪录片《对撞的粒子》(Colliding Particles)等。

章节目录

版权信息

内容简介

推荐序

引言

第一章 数据到来之前

1.1 为何如此庞大?

1.2 “稳赚不赔”定理

1.3 人们将会对此感兴趣

1.4 故障

1.5 当我们等待的时候

1.6 名字、惯性和媒体

1.7 第一届“提速”会议

第二章 重启(2009年12月—2010年3月)

2.1 低能对撞和电子伏特

2.2 最小偏差

2.3 能量和质量

2.4 “你们有没有可能毁灭世界?”

2.5 影响

2.6 从液氩到M-理论

第三章 高能(2010年3月—2010年9月)

3.1 7 TeV

3.2 这不是演习

3.3 哥本哈根

3.4 夏日巴黎

3.5 超对称

3.6 名字、声望和引用率

3.7 洋葱的另一层

3.8 走进未知

第四章 标准模型(2010年10月—2011年4月)

4.1 科学至关重要

4.2 科学委员会

4.3 勘查和测量

4.4 南极的小插曲

4.5 质子内部

4.6 圣诞节的重离子

4.7 锁定希格斯粒子

第五章 传言和极限(2011年4月—2011年8月)

5.1 为什么“凸起”意味着玻色子?

5.2 狼来了

5.3 Tevatron发现了凸起

5.4 W玻色子和WW玻色子对

5.5 与此同时,在中微子领域

5.6 量子场和失踪的名言

5.7 排除范围:玻色子的反击

5.8 印度孟买

5.9 谁主沉浮,理论还是实验?

第六章 希格斯粒子的首个线索和一些疯狂的中微子(2011年9月—2011年12月)

6.1 超光速中微子:一个案例分析

6.2 微扰理论:我们是否掩盖了新物理?

6.3 数西格马

6.4 串联起震惊、凸起和无知的希格斯玻色子

6.5 μ子:洋葱的最后一层

6.6 它是什么?

第七章 逼近(2012年1月—2012年6月)

7.1 8 TeV

7.2 会议的诅咒

7.3 波

7.4 中微子矩阵

7.5 大自然真的自然吗?

7.6 对一些人而言很有趣,但也很危险

第八章 发现(2012年7月)

8.1 宣布

8.2 洋葱之外:LHC计算网格

8.3 无须三思,已得真知

8.4 定冠词?

8.5 名字的背后

第九章 下一步做什么?(2012年8月及以后)

9.1 期待未来的星际飞船希格斯引擎

9.2 希格斯玻色子的下一步

9.3 彼得·希格斯的下一步

9.4 LHC的下一步

9.5 标准模型的下一步

9.6 超对称和超出标准模型物理的下一步

9.7 CERN的下一步

9.8 粒子物理的下一步

9.9 科学的下一步

9.10 我的下一步

致谢

图片版权说明

作者简介

希格斯粒子是如何找到的?:来自史上最大物理实验的内部故事是2016年由人民邮电出版社·图灵出品出版,作者[英] 乔恩·巴特沃思。

得书感谢您对《希格斯粒子是如何找到的?:来自史上最大物理实验的内部故事》关注和支持,如本书内容有不良信息或侵权等情形的,请联系本网站。

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